Wie stark ist die Kraft zwischen der Sonne und dem Zentrum der Milchstraße?

Ich weiß, dass die Sonne um die Milchstraße kreist, aber wie stark ist die Anziehungskraft zwischen ihnen (z. B. wie groß ist die Größenordnung in Newton)?

orbit the-sun milky-way

— Gstestso
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Galaktische Bahnen sind keine Kepler-Bahnen: Es gibt kein einziges massereiches Zentrum, dessen Schwerkraft die Sonne anzieht, sondern die gesamte Scheibe und den Halo der dunklen Materie, der die Galaxie umgibt. Wir können das inverse Quadratgesetz nicht verwenden, um die Schwerkraft zu berechnen, ohne die Massenverteilung in der Galaxie zu kennen.

Trotzdem ist die Umlaufbahn der Sonne ungefähr kreisförmig, so dass wir mithilfe der Kinematik eine Vorstellung von den beteiligten Kräften bekommen können: Für die Kreisbewegung $a=\frac{v^2}{r}$

$F=ma$

— James K.
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\frac{g M m}{r^{2}}

$\frac{gMm}{r^2}$

Sie können definitiv das inverse Quadratgesetz verwenden, um die Schwerkraft zu berechnen. Es ist etwas schwieriger als ein Standard-Kepler-System, aber es kann getan werden. Sie müssen nur das gesamte Masseninnere der Umlaufbahn der Sonne herausfinden, was eine gewisse Integration erfordert. Wenn Sie dies nicht tun könnten, würden N-Körper-Simulationen der galaktischen Dynamik nicht funktionieren, da dies im Grunde das ist, was sie tun.

— Zephyr

Das stimmt, aber wie Sie sagen, müssten Sie die Massenverteilung innerhalb und (da die Galaxie nicht sphärisch symmetrisch ist) außerhalb der Umlaufbahn der Sonne kennen. Andererseits liefert der obige kinematische Ansatz eine Lösung ohne Kalkül, n-Körperdynamik. Ich werde bearbeiten, um zu klären.

— James K

@CarlWitthoft Wenn Sie zusammenfassen, was Sie sehen können, dann nein, tut es nicht. Deshalb ist dunkle Materie erforderlich. Ich glaube, die Geschwindigkeit der Sonne würde in der Größenordnung von 2/3 liegen, wenn sie nur das Inventar der baryonischen Materie verwendet. Dieses Defizit wird natürlich bei größeren galaktozentrischen Radien viel schwerwiegender.

— Rob Jeffries